專利名稱：二氧化碳回收方法
背景技術：
1.發明領域本發明涉及用于從二氧化碳、共溶劑和污染物流中回收二氧化碳的方法和系統，所述流從以不連續方式運行的一種或多種工藝設備中逸出。
2.相關技術描述二氧化碳(CO2)基系統已逐漸在電子工業中具有重要性，特別是在半導體元件的制造中。CO2基系統可用于多種操作中(包括化學流體沉積、光致抗蝕劑沉積和光致抗蝕劑顯影及脫除)。例如超臨界CO2可用于從半導體晶片中脫除光致抗蝕劑(即污染物)。
將表面具有污染物的晶片置于包含工藝設備的數個洗滌室之一。將二氧化碳和一種或多種共溶劑(例如水或丙酮)注入該室而洗滌晶片。在該洗滌工藝的至少一部分期間，所述室的溫度和壓力符合或超過二氧化碳的超臨界溫度和壓力。隨后將二氧化碳、共溶劑和污染物從室中排出以使室壓降低至環境壓力。為使工藝設備減壓時的二氧化碳和共溶劑的損耗量最小，將使含有二氧化碳、共溶劑和污染物的流離開工藝設備的閥安置于盡可能接近工藝設備的位置。隨后將經洗滌的晶片移出所述室。
從工藝設備中排出的含有二氧化碳、共溶劑和污染物的流通常在排放到大氣之前需要洗滌除去任何共溶劑和污染物，因為這些物質有害。此外，有時要求純化和回收排出流所包含的至少一部分二氧化碳以使CO2消耗量和總成本最小。
相關技術中已經提出幾種二氧化碳回收系統。例如美國專利4,349,415和4,877,530公開了二氧化碳應用(即工藝設備)在超過二氧化碳三相點的恒定壓力下運行的方法。在這些公開中，二氧化碳用于連續抽提器以從殘液中脫除提取物而形成富集提取物和富集殘液的各種流。富集提取物的流包含大部分二氧化碳并連續通過純化和回收設備。富集殘液的流也包含少量的二氧化碳并輸送至相分離器，所述相分離器產生含有進一步富集殘液的液體和富集二氧化碳的蒸氣流。富集二氧化碳的蒸氣流被輸送至儲罐以衰減任何流量波動并隨后壓縮和回收。
由于美國專利4,349,415和4,877,530所述的工藝連續運行，抽提器壓力絕不會降低至環境水平。因此相分離器可在任何適應下游工藝的壓力下運行。相分離器最好在超過環境壓力的壓力下運行，這樣富集二氧化碳的蒸氣流可輸送至其他設備(例如儲罐)而無需首先壓縮。相分離器在超過環境壓力的壓力下運行還減少所需的儲罐容積和壓縮功率。
如果美國專利4,349,415和4,877,530所述的工藝應用(即抽提器)如其他相關技術所述間歇運行，則將出現一些問題。工藝應用的壓力在其運行期間將可能需要降低至環境水平。這將需要相分離器在環境壓力下運行。因此需要將富集二氧化碳的蒸氣流壓縮以輸送至其他設備(例如儲罐)。或者，相分離器可在超過環境壓力的壓力下運行。這就需要將任何殘留在抽提器中的低于分離器運行壓力的蒸氣作為排出流而排放。該排出流可作為多相流，可能作為蒸氣、液體和固體的一些組合。輸送該多相流以排放非常困難且對下游設備產生有害的影響，例如發生固體和液體的沉積。可以壓縮排出流以將其輸送至分離器。然而，這需要使用更多的壓縮設備而導致成本顯著增加。此外，由于這些專利中所公開的二氧化碳應用是連續的，未涉及對下游工藝保持恒定的流量的問題。
國際專利文件WO 02/085528描述了采用單獨的分離器容器的方法，所述分離器容器在廣泛的壓力范圍內運行以濃集和回收離開二氧化碳應用的液體或超臨界二氧化碳。所述容器(稱為膨脹器-濃縮器)以間歇方式運行。離開二氧化碳應用的液體泵送至高壓液體儲罐。取自該儲罐的液體進入膨脹器-濃縮器(物理安置于儲罐內)。
當膨脹器-濃縮器中的液體水平達到所要求值時，停止進料。隨后逐漸降低膨脹器-濃縮器的相關壓力，生成蒸氣流，所述蒸氣流初始包含高水平的共溶劑和污染物，但隨膨脹器-濃縮器壓力的降低而變為不含共溶劑和污染物。當蒸氣流的共溶劑和污染物水平降低至可接受的水平，則釋放和回收所述蒸氣流。
由于膨脹器-濃縮器以間歇方式運行，未生成對下游設備有害的連續蒸氣流。該相分離系統的其他不利因素包括由于采用專用設備和壓縮/泵送裝置的設計困難(特別是如果存在腐蝕性物質時)所造成的高成本。最后，難以使用泵將離開二氧化碳應用的含有二氧化碳、共溶劑和污染物的流輸送至儲罐，因為該流隨二氧化碳應用的減壓而從液相變為多相再變為氣相。此外，隨膨脹器-濃縮器壓力達到環境壓力，離開相分離器的二氧化碳蒸氣需要更多的耐受二氧化碳蒸氣中所夾帶的腐蝕性成分的壓縮設備。
最后，相關技術描述了使用多相分離器從離開二氧化碳應用的含有二氧化碳、共溶劑和污染物的流中分離出二氧化碳。美國專利申請2001/0050096描述了這類方法。在所述方法中，離開工藝設備的含有二氧化碳、共溶劑和污染物的流的壓力減小。所得的中壓流輸送至加熱的中壓相分離器，所述相分離器生成富集二氧化碳的蒸氣流和富集共溶劑和污染物的液體流。富集二氧化碳的蒸氣流經過濾并輸送至第一冷凝器，蒸氣壓高于二氧化碳的物質從所述冷凝器中排放。離開中壓相分離器的富集共溶劑和污染物的液體流經減壓至稍高于環境壓力并輸送至低壓分離器，所述低壓分離器生成富集共溶劑的蒸氣流和富集污染物的液體流。富集共溶劑的蒸氣流輸送至第二冷凝器，揮發性高于共溶劑的物質從所述第二冷凝器中排放。收集處理離開低壓相分離器的富集污染物的液體流。
美國專利申請2001/0050096的多相分離器的缺點之一是中間相分離器及其下游的大多數操作設計為連續運行。為確保連續運行，當含有二氧化碳、共溶劑和污染物的流體未從工藝設備中排出時，二氧化碳繞過設備并輸送至中壓相分離器。這將造成方法效率低，因為用于壓縮通常輸送至工藝設備的二氧化碳所消耗的功率在繞過后廢棄。
此外，隨著中壓相分離器的連續運行，它的壓力無法減小至接近環境壓力。因此，工藝設備的壓力無法通過將其內容物排放至該分離器而減小至環境壓力。為使工藝設備壓力減小至環境壓力，將壓力等于和小于中壓相分離器的流體排放至另一個獨立于所有前述容器的容器中。此容器加熱至完全蒸發所有進入其中的物質。所得的蒸氣輸送至廢氣洗滌系統。該容器可能需要加熱至高于環境溫度以完全蒸發其內容物，因為一些共溶劑和污染物具有非常低的蒸氣壓。隨著離開該容器的蒸氣輸送至廢氣洗滌系統，它將由于熱漏失而冷卻。結果是這些蒸氣壓非常低的物質重新冷凝并沉積在工藝管道上，產生上述的多相流問題。如果共溶劑為腐蝕性，則這些有害作用會加劇。
這種方法的另外的缺點是離開中壓相分離器并最終回收至工藝設備的富集二氧化碳的蒸氣可能包含大量的共溶劑/污染物，因為這些物質的蒸氣壓并非可忽略。因此，所述工藝設備可受到污染。此外如果使用腐蝕性共溶劑，則它們可損害壓縮回收的第一冷凝器下游的二氧化碳的壓縮機或泵。
美國專利申請2002/0023662描述了使用多個蒸餾塔分離離開萃取應用的含有溶劑和污染物的流的方法。如其中所述，萃取應用是從固體吸附劑(例如粘土)中脫除污染物。超臨界二氧化碳被列為潛在的溶劑。離開抽提器的含有溶劑和污染物的液體輸送至儲罐以消除間歇抽提器運行所導致的流量波動。液體從該儲罐中泵送至第一蒸餾塔，所述第一蒸餾塔生成第一種富集溶劑的流和第一種富集污染物的流。第一種富集溶劑的流未經進一步純化而回收至抽提器。因此需要多級蒸餾塔。精餾塔需要連續進料而需要儲罐。此外，純液體溶劑必須從塔頂進料，因為塔被再沸騰。因為含有溶劑和污染物的流不是純液體溶劑，一些產物溶劑流必須冷凝并回收至塔中而導致效率低。
第一種富集污染物的流被輸送至第二分離蒸餾塔，所述蒸餾塔生成第二種富集溶劑的流和基本上純的污染物流。蒸餾塔是必需的，因為污染物是所要求的產物。富集溶劑的流經冷凝、泵送和回收至第一分離裝置。收集基本上純的污染物流以處理或重新使用。
該系統的另外的缺點是儲罐壓力無法減小至接近環境壓力，因為二氧化碳在接近環境壓力時不是以液體形式存在。因此，抽提器壓力無法通過排放其內容物至儲罐中而減少至環境壓力。為使抽提器壓力減少至環境壓力，將抽提器中所含的壓力等于和低于儲罐壓力的流體排放至第二蒸餾塔。這提出了重要的操作問題，因為如果完全采用連續進料，這類塔分離能力較差。此外，如果溶劑為超臨界二氧化碳，則第二蒸餾塔將無法良好運行，因為二氧化碳在環境壓力下無法以液相形式存在。二氧化碳可能在第二塔中以固體形式存在，這可能導致該塔堵塞。
如果第一蒸餾塔替換為相分離器，另外的缺點將會是離開該相分離器的富集二氧化碳的蒸氣會包含高水平的污染物，因為這些物質的蒸氣壓并非可忽略。因為未采用另外的分離裝置，抽提器將受到污染。此外，如果使用腐蝕性共溶劑，它們可損壞壓縮回收二氧化碳的壓縮機或泵。因此，使用相分離器不可接受。
為克服相關技術的缺點，本發明的目標是提供從釋放自至少一種間歇工藝設備的非連續二氧化碳流中回收二氧化碳的方法和系統。
本發明的另一個目標是允許工藝設備排放至環境壓力。
本發明的另外的目標是將包含腐蝕性、毒性或有害物質(例如酸或堿)的流輸送至進一步純化和/或廢氣洗滌系統。
本發明的再一個目標是在工藝設備運行過程中衰減進料至進一步純化系統所伴隨的工藝條件的波動。
本發明的其他目標和方面將為本領域的普通技術人員通過此處附加的說明書、附圖和權利要求書而加以理解。
發明概述前述目標通過本發明的系統和方法得以實現。本發明的第一個方面提供了從至少一種間歇工藝設備中純化至少一種含有二氧化碳的流的系統。所述系統包括(a)從至少一種間歇工藝設備中脫除至少一種至少含有二氧化碳、一種或多種共溶劑和一種或多種污染物的受污染的流并降低每種受污染流的壓力生成多相受污染流；(b)輸送每種多相受污染流至至少一個中壓分離器中；(c)在每個中壓分離器中，將所述多相受污染流分離為主要含有蒸氣溶劑的中壓富集二氧化碳的流和主要包含富集污染物的流；(d)將多相受污染流的傳輸轉換至低壓分離器；和(e)在低壓分離器中，將步驟(d)的多相受污染流分離為低壓富集二氧化碳的流和低壓富集溶劑和污染物的流。
本發明的另一個方面提供了從至少一種間歇工藝設備中純化至少一種含有二氧化碳的流的系統。
所述系統包括(a)將一種或多種第一共溶劑和經純化的二氧化碳供應至一個或多個工藝設備并在每個工藝設備中形成第一受污染流；(b)將每種多相形式的第一受污染流輸送至至少一個第一中壓或低壓分離器，其中所述第一受污染流得到分離；
(c)將一種或多種第二共溶劑和經純化的二氧化碳供應至工藝設備，在所述工藝設備中形成第二受污染流；和(d)將每種多相形式的第二受污染流輸送至至少一個第二中壓或低壓分離器，其中所述第二受污染流得到分離。
附圖簡述本發明的目標和優點通過以下優選實施方案與附圖的詳細描述而變得顯而易見，其中相同的數字表示相同的特征，且其中

圖1為本發明的第一個實施方案的二氧化碳回收系統的示意圖；圖2為第二個實施方案的二氧化碳回收系統的示意圖。
發明優選實施方案詳述在本發明中，含有二氧化碳的流從一個或多個含有一個或多個加工室的工藝設備中脫除。工藝設備以非連續或間歇式方式運行并使室壓力解壓至環境條件。從工藝設備中脫除的含污染物的流輸送至一個或多個壓力容器，所述流在壓力容器中分離為二氧化碳蒸氣流和含液體污染物的流。具體地說，離開設備的含二氧化碳的流根據以下非限制性實施方案進行加工并可回收返回至加工室以進一步使用。
圖1闡述本發明的一個方面的加工系統示意圖。經純化的二氧化碳流1和一種或多種共溶劑2和3輸送至工藝設備10。應理解的是工藝設備10可包含一個或多個室4、5，所述室可彼此獨立運行。設備運行使得二氧化碳流在至少部分運行時間期間變為近臨界、臨界或超臨界狀態。此處所用術語臨界和超臨界二氧化碳易于為本領域熟練技術人員理解為具有等于或高于CO2的超臨界溫度和壓力(分別為87.8°F和1085psia)的溫度和壓力。近臨界二氧化碳在-49°F至87.8°F的溫度和高于或等于1085psia的壓力下存在。參見JohnMcHandy等人的Supercritical Fluid Cleaning Fundamentals Technologyand Applications(超臨界流體清洗基礎技術和應用)，Noyes Publications，Copyright，1998。二氧化碳和共溶劑結合在一起執行任何一種操作(包括光致抗蝕劑的去除)。這些共溶劑可選自廣泛的組(包括水和丙酮)。因此，離開工藝設備10的流出物為二氧化碳、共溶劑和污染物(例如非揮發性物質如光致抗蝕劑)。
分別離開室4和5的流20和30最初為工藝設備操作壓力。操作壓力和溫度取決于所進行的操作。工藝設備的合適的最大操作壓力為約800至5000psig。合適的操作溫度為約-50至300°F。流20和30快速穿過高壓閥21和31以使加工室的壓力降至更低的壓力(通常為200-800psig)。雖然未束縛于任何具體的理論，相信在超臨界條件下離開加工室的流可以或可不以單相混合物的形式存在。然而隨著流離開工藝設備并節流至低壓，所述流變為多相。多相流通常包含蒸氣、液體和固體組分。多相的存在會導致在管道、儀器或工藝裝置中形成污垢和/或會生成不合乎需要的流動特性(即遲滯流或層流)。這些不合需要的流動情況會損壞下游裝置(包括廢氣洗滌系統)。此外，多相流的腐蝕性也會對下游裝置產生有害影響。高壓閥下游的所得的較低壓含二氧化碳、共溶劑和污染物的流22和32各自通往中壓分離器40，而源流20和30在它們的加工室4和5的壓力比分離器40的壓力高出大約一個預定值。預定壓力差優選為約0至約50psig。預定壓力值最優選為約2psig。
中壓分離器40用于將離開工藝設備10的含二氧化碳、共溶劑和污染物的流20和30分離為中壓富集二氧化碳蒸氣流42和中壓富集共溶劑和污染物的液體流43。如此處所用，術語蒸氣流和液體流易為本領域技術人員理解為分別指至少50％質量的蒸氣和液相。此外，應理解的是壓力分離器40可為單相分離器或能夠分離多相流的多級分離器。多級分離器的實例為回流冷凝器。
夾雜在污染物液體流43的二氧化碳的量可通過將中壓相分離器40加熱至通常為約-100°F至200°F進行控制。分離器操作溫度優選為32°F至120°F。最優選相分離器產生溫度為50°F至120°F。此外，選擇中壓相分離器40的壓力，使中壓富集二氧化碳的蒸氣流42可通往進一步純化設備80和83，而無需壓縮離開中壓分離器40的蒸氣流42。中壓分離器40的操作壓力通常為約200-900psig，更優選約250-450psig。
加工室4和5中的壓力隨工藝設備的壓力調節回環境壓力而減小，因此輸送至中壓分離器40的源流20和30的壓力下降。當流20和30與中壓分離器40的壓力差達到預定值(例如2psig)時，高壓閥21和31關閉而低壓閥24和34開啟。低壓含二氧化碳、共溶劑和污染物的流25和35通往低壓分離器50，所述低壓分離器生成低壓富集共溶劑和污染物的液體流53和低壓富集二氧化碳的蒸氣流52。低壓分離器50通常在接近環境壓力下運行以使工藝設備可完全減壓。夾雜在污染物流53的二氧化碳的量可通過將低壓相分離器50加熱至通常為約-100°F至200°F進行控制。分離器運行溫度優選為32°F至120°F。分離器運行溫度最優選為50°F至120°F。離開低壓分離器50的低壓富集共溶劑和污染物的液體流53可輸送至例如廢物收集桶63，低壓富集二氧化碳的蒸氣流可輸送至一組聚結器60脫除蒸氣流中夾帶的任何氣溶膠。
盡管這個優選的實施方案采用壓力差作為基礎傳輸低壓二氧化碳、共溶劑和污染物流22和32至中壓分離器或低壓分離器，但也可采用其他參數。這類供選的參數的實例包括流22和23的壓力、溫度或流量以及中壓分離器或工藝設備的壓力或溫度。壓力、溫度或流量可用于計算工藝設備和中壓分離器的差值。或者，工藝設備的減壓時間或壓力衰退速率或溫度升高速率可用于決定使流22和23通往中壓還是通往低壓分離器。所有這些計算采用流量、溫度、壓力或時間作為測定參數來確定適當的轉接點。
在聚結器60中俘獲的氣溶膠可通往廢物收集桶63，回收的蒸氣可通往廢氣洗滌系統以進一步純化。
離開中壓分離器40的中壓富集共溶劑和污染物的液體流43優選可通往低壓分離器50，所述低壓分離器進一步將富集污染物的液體流43分離為低壓富集二氧化碳的蒸氣流52和低壓富集共溶劑和污染物的液體流53。低壓富集共溶劑和污染物的液體流53可通往廢物收集桶63。
根據本發明的一個方面，中壓富集二氧化碳的蒸氣流42的流量44維持于相對固定的值，而工藝設備通過控制該流的工藝參數(例如壓力、溫度或流量)而運行。例如，可控制置于中壓富集二氧化碳的蒸氣流42的閥門45以在工藝設備運行時使位于該流的流量測量裝置44維持恒定的流量讀數。在該方式下中壓容器40的壓力將改變，但其出口流量保持固定。
離開中壓分離器40的中壓富集二氧化碳的蒸氣流42可進一步純化以脫除蒸氣流中的腐蝕性、有毒和有害物質(例如酸和堿)以促進安全傳遞至其他裝置。還可實施的進一步純化方法包括反應、蒸餾、相分離器、過濾、吸附、吸收或聚結。例如如果存在酸，可采用熱交換器70和任選的調溫加熱器(trim heater)72在蒸氣流42輸送至反應器裝置74之前將其進行預熱。本領域技術人員理解本發明采用的常規的中和裝置包括石灰石或氧化鋁床。
離開反應器裝置74的中和流75通過過濾器76脫除流所夾帶的微粒。隨后中和流75輸送通過熱交換器70并冷卻至通常約50°F至200°F。中和蒸氣流可隨后輸送至進一步純化裝置80，所述純化裝置脫除任何蒸氣壓與CO2不同的殘留物質(例如水、烴和其他污染物)。這類進一步純化裝置公開于″Central CO2Purifier(中央CO2提純器)″和″Recycle for Supercritical Carbon Dioxide(超臨界二氧化碳回收)″(代理人案號為3011.1003-001和3011.004-001)，這些文獻通過引用而結合到本文中。如這些申請所說明，第二進一步純化裝置80具有多用途，以加工來自其他設備的二氧化碳流81并其次進一步將二氧化碳流82分配至其他工藝設備。
隨二氧化碳流78進一步純化，形成操作級純化二氧化碳流1并回收返回工藝設備10。純化的二氧化碳流l通常包含少于10ppm的雜質，最優選少于1ppm的雜質。
上述的工藝設備10以間歇或不連續方式運行。因此多相流20和30的溫度和壓力產生實質變化。如果流動特性不令人滿意，許多二氧化碳純化和回收系統組件(例如蒸餾塔、熱交換器和轉換床吸附劑系統)運行非常差或根本不運行。進一步純化系統的工藝參數和配置可改變以維持該系統內的恒定流量。或者，操作級純化二氧化碳的旁路流11可脫離回收線并輸送至中壓分離器40以確保富集二氧化碳的蒸氣流42以連續方式供應至純化單元。旁路流11任選可直接輸送至富集二氧化碳的蒸氣流42而繞過中壓分離器40。
采用旁路純化二氧化碳流11的進一步的益處在于它提供了連續流動并因此防止二氧化碳滯留在工藝設備進料管線中。滯留的二氧化碳會從工藝管線中浸出彈性體或其他顆粒生成污染物并使它們濃集和沉積于工藝設備中。旁路的液體二氧化碳11還可用于清掃和凈化工藝設備下游的阻塞管線(如果發生這種阻塞)。
如果可行，可調節室和/或設備運行，以最大程度減少同時釋放污染流的室和/或設備的數目。
根據本發明的另一個方面，兩個系統并行開啟，其中至少兩個獨立的共溶劑流與純化二氧化碳一起順序加入到工藝設備中。在例如共溶劑將被收集和回收或如果所用的共溶劑彼此不相容的情況下，使用并行獨立系統是有利的。參考圖2，第一共溶劑2與不含共溶劑和污染物的二氧化碳流1一起加入到工藝設備10中。包含共溶劑2的污染流20和30輸送至中壓分離器40和/或低壓分離器50并按上述進行加工。
第二共溶劑3隨后與不含共溶劑和污染物的二氧化碳流1一起加入到工藝設備10中。
包含共溶劑3的受污染流或源流20和30從工藝設備中排放出。這些流輸送至第二中壓分離器120或第二低壓分離器130。這種配置的優點之一為第一共溶劑2可獨立于第二共溶劑3而收集于廢物收集桶63中，所述第二共溶劑3收集于第二廢物收集桶143中。包含共溶劑2的受污染流20和30參考本發明的第一個方面如上所述進行加工。
如圖2所示，在這個實施方案中，包含第二共溶劑3的含污染物流20和30離開工藝設備10。流20和30最初為工藝設備運行壓力(例如2000psig)。含污染物流快速通過高壓閥100和110以使工藝設備10減壓。
所得的含二氧化碳、共溶劑和污染物的多相流101和111輸送至第二中壓分離器120，而源流20和30在加工室4和5的壓力超出分離器120的壓力大約一個預定量。優選所述預定值為約2psig。
第二中壓分離器120用于將離開工藝設備10的含污染物的流20和30分離為中壓富集二氧化碳的蒸氣流122和中壓富集共溶劑和污染物的液體流123。該中壓分離器120可包括傳遞能量至分離器的加熱器121。而傳遞至分離器120的能量決定損失于富集共溶劑和污染物的液體流123中的二氧化碳的量。
選擇中壓分離器120的壓力，使來自分離器120的中壓富集二氧化碳的蒸氣流122可通過進一步純化裝置80和83進行純化而無需壓縮中壓富集二氧化碳的蒸氣流122。中壓分離器的典型壓力為300psig。
隨含污染物的流20和30的壓力減小，工藝設備的流的壓力接近第二中壓分離器120的壓力。當這些值之間的差值達到預定值(例如2psig)時，高壓閥100和110關閉低壓閥102和112開啟。所得的另外的低壓含二氧化碳、共溶劑和污染物的流103和113輸送至第二低壓分離器130。
離開第二中壓分離器120的中壓富集共溶劑和污染物的液體流123也可通往第二低壓分離器130，所述低壓分離器進一步將富集污染物的液體流分離為低壓富集二氧化碳的蒸氣流132和低壓共溶劑和污染物液體流133。低壓富集共溶劑和污染物的液體流133可通往廢物收集桶143。
低壓富集二氧化碳的蒸氣流132可輸送至第二組聚結器140以脫除氣溶膠。俘獲的氣溶膠142也可同樣排放至廢物收集桶143中。離開第二聚結器141的蒸氣輸送至廢氣洗滌系統。
如果要求，中壓富集二氧化碳的蒸氣流122的流量124可維持于相對固定的值而工藝設備通過控制該流的工藝參數(例如壓力、溫度或流量)而運行。例如可控制置于中壓富集二氧化碳的蒸氣流122中的閥門(未顯示)以使位于該流中的流量測量裝置124保持恒定流量讀數。在這種方式下，中壓容器120的壓力改變，但其出口流量保持相對固定。
此外如果要求，恒定流量可通過使一些純化的二氧化碳繞過工藝設備10而維持。旁路流14可輸送至第二中壓分離器120或中壓分離器120下游經過流12的點，以確保富集二氧化碳的蒸氣122以連續方式供應。
中壓富集二氧化碳的蒸氣流122可與離開第一中壓分離器40的富集二氧化碳的流結合并進一步預處理，通過使該流通過如上所述的進一步純化裝置83和第二進一步純化裝置80以脫除例如腐蝕性、有毒和有害物質。或者，這些流可在通過它們自己獨立的第一純化裝置后但在第二純化裝置前進行結合。如果要求，離開第二聚結器140的蒸氣流141可與離開第一聚結器的蒸氣流61結合。
盡管通過參考具體的實施方案對本發明進行詳細描述，本領域技術人員將理解在不偏離附加權利要求書的范圍內可進行各種變化和修改并采用等價物。
權利要求
1.一種用于純化得自間歇工藝設備的至少一種含二氧化碳的流的系統，所述系統包括(a)從所述間歇工藝設備中脫除至少一種至少含有二氧化碳、一種或多種共溶劑和一種或多種污染物的受污染的流，并降低所述受污染流的壓力生成多相受污染流；(b)輸送所述多相受污染流至中壓分離器；(c)在所述中壓分離器中將所述多相受污染流分離為中壓富集二氧化碳的蒸氣流和中壓富集溶劑和污染物的流；(d)將所述多相受污染流的傳輸轉換至低壓分離器；和(e)在所述低壓分離器中將步驟(d)的多相受污染流分離為低壓富集二氧化碳的蒸氣流和低壓富集溶劑和污染物的流。
2.權利要求1的系統，所述系統還包括使用選自壓力、溫度、流量和時間的測量值為參數將傳輸至中壓分離器的多相受污染流轉換為傳輸至低壓分離器。
3.權利要求1的系統，所述系統還包括輸送中壓富集二氧化碳的蒸氣流至選自蒸餾、相分離、化學反應、過濾、吸收、吸附和聚結的進一步純化系統，以進一步脫除具有與二氧化碳不同的蒸氣壓的污染物和共溶劑而形成純化的流。
4.權利要求7的系統，其中所述進一步純化系統脫除蒸氣壓低于二氧化碳的污染物。
5.權利要求7的系統，其中所述回收自所述進一步純化系統的一部分純化的二氧化碳流被循環回所述工藝設備。
6.權利要求1的系統，其中所述中壓分離器包括相分離器或多級分離系統。
7.一種用于從間歇工藝設備中純化至少一種含二氧化碳的流的系統，所述系統包括(a)將一種或多種第一共溶劑和經純化的二氧化碳供應至工藝設備，并在所述工藝設備中形成第一受污染流；(b)將所述多相形式的第一受污染流輸送至第一中壓或低壓分離器，在所述分離器中所述第一受污染流得到分離；(c)將第二共溶劑和經純化的二氧化碳供應至所述工藝設備，在所述工藝設備中形成第二受污染流；和(d)將所述多相形式的第二受污染流輸送至第二中壓或低壓分離器，在所述分離器中所述第二受污染流得到分離。
8.權利要求14的系統，所述系統還包括一個或多個緊接所述工藝設備、在所述第一和第二中壓或低壓分離器上游的減壓閥。
9.權利要求14的系統，其中所述第一受污染流輸送至所述第一中壓分離器并分離為第一中壓二氧化碳蒸氣流和第一中壓富集共溶劑和污染物的流。
10.權利要求16的系統，其中所述第一受污染流的傳輸轉換至所述第一低壓分離器。
全文摘要
本發明提供了用于從間歇工藝設備(10)中脫除和純化含二氧化碳的流的系統。從工藝設備(10)中脫除包含至少二氧化碳和一種或多種共溶劑(20，30)的多相受污染流并輸送至至少一個中壓分離器(40)。含污染物的流在中壓分離器(40)中分離為中壓富集二氧化碳的蒸氣流(42)和中壓富集溶劑和污染物的流(43)。
文檔編號B01D11/02GK1816497SQ200480019150
公開日2006年8月9日 申請日期2004年4月27日 優先權日2003年5月7日
發明者J·F·比林哈姆, T·J·小伯格曼, R·M·凱利, K·L·博格爾斯, W·T·科巴亞施 申請人:普萊克斯技術有限公司